Značilnosti teorije velikega poka, stopnje, dokazi, problemi

The teorija velikega poka Kozmološka teorija je razložiti izvor vesolja in tisto, ki trenutno najbolj sprejme v znanstveni skupnosti. Navaja, da se je vesolje začelo z veliko eksplozijo, pred približno 13.800 milijonov let in od takrat se nenehno širi.

Iz te velike eksplozije se je pojavila zadeva, čas in prostor, ki sta se nato spremenila v galaksije in zvezdniške sisteme, vključno z našo Mlečno potjo, sončnim sistemom in končno do sebe.

Veliki udarci ali velika eksplozija, umetniško zasnovo

Teorija je izšla leta 1915, z enačbami relativnosti Alberta Einsteina, ki med drugim napoveduje širitev vesolja, dejstvo, s katerim se nemški znanstvenik nikoli ni počutil udobno.

Vendar je belgijski astronom George Lemaitre, pri študiju. Leta 1927 je Lemaitre objavil članek, v katerem je predstavil svoje ideje o izvoru vesolja, ki ga je imenoval "izvirni atom".

Ameriška astronom.

Če se vrnemo v čas, bi morale galaksije nedvomno veliko bližje temu, kar so danes. In zato bi moral biti trenutek, da je bila vsa snov neverjetno stisnjena, saj je zasedla neskončno majhen prostor: posebnost.

[TOC]

Značilnosti teorije velikega poka

Ilustracija velikega udarca

Izraz "Big Bang" je leta 1940 skoval fizik Fred Hoyle, ki ni sočustvoval z idejo, zato se je posmehljivo skliceval in jo označil za "tisto veliko eksplozijo". Hoyle je bil prepričan, da je vesolje nepremično.

Čeprav nas njegovo ime razmišlja o katastrofalnem dogodku, fiziki in kozmologi zdaj verjamejo, da ni bil niti velik niti kataklizma, iz katerega so galaksije letele v vse smeri.

Vendar je bilo tako močno, da so bile štiri temeljne interakcije fizike poenotene v tistih prvih trenutkih.

Glavni postulat teorije 

Celotno vesolje je bilo prvotno v neverjetno gosto in vročem stanju, nato pa se je nenadoma razširilo, medtem ko se je počasi ohladilo. Ta širitev se nadaljuje danes.

Big Bang ne pojasnjuje, kako je nastala prvotna posebnost, in manj, kar je bilo pred njim. Pojasnjuje, kaj se je zgodilo z vesoljem v zgodnjih dneh, v katerih je singularnost prenehala biti.

Kdaj se je zgodilo 

Znanstveniki ocenjujejo, da se je zgodil velik udarci 13.800 milijonov let in ni mogoče vedeti, kaj se je zgodilo prej, saj je bilo v tistem natančnem trenutku ustvarjene, skupaj s prostorom in materijo.

Kjer se je zgodilo 

To ni bil lokaliziran dogodek. Izkazalo se je, da bolj ko so bili oddaljeni predmeti, ki jih vidimo z najzmogljivejšimi teleskopi, bolj se vrnemo v čas, ko se je zgodil velik udarec, ne glede na smer, v katero izgledate. 

Vam lahko služi: napetostno prizadevanje: formula in enačbe, izračun, vaje

To se je zgodilo kasneje

Po velikem udarcu se je temperatura spustila in oblikovala subatomske delce, ki jih poznamo: protoni, nevtroni in elektroni, da bi ustvarili atome.

Med velikim udarcem se je pojavila gravitacija, sila združevanja privlačnosti snovi in ​​drugih temeljnih interakcij.

Prvi oblikovani kemični elementi so bili vodik, najpreprostejši od vseh, nato pa helij in litij v postopku, imenovanem nukleosinteza. S časom neizmerni oblaki teh elementov so povzročili prve galaksije.

Teoretične temelje velikega pokala

Globoka polja polja vesolja, ki jo je posnel vesoljski teleskop Hubble. Vir: Wikimedia Commons.

Big Bang temelji na:

-The Enačbe teorije relativnosti predlogi Einsteina.

-On Standardni model delcev, ki opisuje strukturo snovi v smislu temeljnih delcev in interakcij med njimi.

-On Kozmološko načelo, ki navaja, da je vesolje homogeno in izotropno, ko ga vidimo v večjem obsegu. To pomeni, da so njegove lastnosti v vseh smereh enake in so zakoni fizike enaki na kateri koli strani.

Seveda vemo, da obstajajo akumulacije snovi, ločene s prostori veliko manj gostote. S tega vidika se lastnosti vesolja zagotovo razlikujejo. Toda lestvica, ki zajema kozmološko načelo, je veliko večja od tega.

V skladu s kozmološkim načelom vesolje nima centra, niti robov ali omejitev, ker preferencialna mesta preprosto ne obstajajo.

Takrat je sklenjeno, da ima vesolje izvor v času in zato končno starost, čeprav še vedno ni jasno, ali je njegovo podaljšanje končno ali neskončno.

Stopnje vesolja v skladu s teorijo velikega pokala

Evolucija vesolja po velikem polju. Vir: Wikimedia Commons.

Znanstveniki odlikujejo tri glavne stopnje, prvo v vesolju Zelo izvirno, drugo od samega primalnega vesolja in tretje stopnje Oblikovanje strukture. 

V prvih dveh je vesolje najprej prevladovalo sevanje in nato s snovjo. 

Stopnja sevanja

V tej dobi je bila energija v obliki fotonov, elementarnih delcev brez mase, ki sestavljajo svetlobo. Zahvaljujoč jim, pari materije in protimatterski elektron - pozitron, ki so uničeni, ko so, oddajajo energijo v obliki fotonov.

Vendar je v nekem trenutku zadeva rahlo prevladovala na antimateri, kar je kasneje privedlo do videza prvih subatomskih delcev.

Kozmologi verjamejo, da je ta faza trajala približno 700.000 let in razlikuje naslednja obdobja:

Vam lahko služi: linearna dilatacija: kaj je to, formula in koeficienti, primer

Začetna faza

Začnite od 10^-43 sekunde po tem, ko se je zgodil velik udar in razume:

-Planckova doba, ko so štiri temeljne interakcije - elektromagnetne, močne jedrske, šibke in gravitacije - predstavljale eno samo temeljno silo. 

-Obdobje poenotenja, ki se je zgodila 10^-36 Sekund kasneje, ko se gravitacija loči od drugih sil, ostali pa so ostali združeni v tisto, kar se imenuje črevesje (Velika enotna teorija), Ko se je vesolje razširilo in ohladilo.

Velika inflacija

Od 10^-36 do 10^-33 sekund, v katerih je vesolje doživelo pospešeno rast, se je ohladilo in zmanjšalo svojo gostoto, kar je posledica širitve.

Tako je vesolje preraslo iz nečesa manj kot vrha zatiča, do krogle velikosti več podplatov, kot je naša, vse z veliko hitrostjo.

Tvorba delcev

Rast vesolja je zmanjšala svoj ritem brez ustavljanja in pojavili so se prvi osnovni delci: protoni, elektroni in nevtroni.

Ustvarjanje svetlobnih atomov

Po treh minutah so protoni in nevtroni trčili, da so tvorili prvo jedro. Potem so našli ta jedra in nastali svetlobni atomi.

Videz svetlobe

Paradoksalno je, da visoke temperature prvotnega vesolja niso omogočile, da bi se svetloba pojavila do približno 380.000 let po velikem udarcu.

Toda potem se je vesolje že dovolj ohladilo, da je omogočilo nastajanje nevtralnega vodika, s katerim so fotoni - luč - premaknili na velike razdalje brez ovir.

Dominacija materije

Vesolje, ki je prej neprozorno zaradi visoke gostote, je postalo pregledno do sevanja in snov je pridobilo prevlado.

Na ta način so se oblikovali prvi konglomerati, zahvaljujoč delovanju gravitacije in vesolju je začelo pridobivati ​​sedanjo obliko. To je stopnja tvorbe strukture.

Oblikovanje zvezd in galaksij

Gravity se je zrušil plinske oblake, da bi tvorili prve zvezde, ki so bile kasneje povezane v galaksijah. Strokovnjaki verjamejo, da se je to zgodilo približno 400 milijonov let po velikem udarcu.

Čas temne snovi

Širitev vesolja se ni ustavila, nasprotno se zdi, da se je pospešila.

Zdaj znanstveniki verjamejo, da obstaja drugačna tema, ki jo lahko vidimo, imenovano temna snov, ki je odgovoren za to pospešeno širitev.

Dokaze

WMAP satelitska ilustracija jemlje podatke za razumevanje velikega pokala

Sevalno kozmično ozadje

Veliki pokal je danes celo opazen, kljub pretečenem času, skozi sevanje, ki izvira iz najbolj oddaljenih krajev v vesolju. 

Kozmično mikrovalovno sevalno ozadje (Kozmično mikrovalovno ozadje) Dva raziskovalca iz Bell Laboratories sta ga odkrila sredi 60 -ih let dvajsetega stoletja: Arno Penzias in Robert Wilson.

To je sijaj, ki je ostal za velikim udarcem, nekaj, kar je teorija že opozorila vnaprej, vendar tega ni bilo mogoče zaznati, dokler Penzias in Wilson eksperimentira.

Vam lahko služi: hitrost širjenja vala

Hubble-Leitrejev zakon

Leta 1929 je Edwin Hubble dejal, da se vesolje širi, osem let pa je bil odgovoren za zbiranje potrebnih podatkov za testiranje v observatoriju Monte Wilson v Kaliforniji.

Na ta način je določil naslednji zakon, v katerem je hitrost v S tem, da se galaksije oddaljujejo od nas, je sorazmerno z razdaljo R, biti H Hubble Constant:

v = hr

Kjer je h = 22 x 10^-3 M/(Sterño Light). Ta preprosta oblika zakona je veljavna, ko gre za galaksije, ki niso preveč oddaljene.

Enotna porazdelitev oddaljenih galaksij

Hubble Space Telescop potrjuje, da se oddaljene galaksije distribuirajo homogeno v skladu s kozmološkim načelom.

Navidezna velikost oddaljenih galaksij

Večji kot je rdeči premik, bolj je navidezna velikost oddaljene galaksije, kar pomeni, da se valovna dolžina njegove svetlobe med potovanjem po širišču razširi.

Težave in kritične

V teoriji je veliko točk, ki ostajajo temne, na primer znanstveniki še vedno ne vedo, kaj se je sprožila velika inflacija.

Po drugi strani pa mnogi strokovnjaki niso zadovoljni z dejstvom, da pred velikim udarcem ni bilo časa, materije ali prostora, saj nekateri mislijo, da je čas od nekdaj obstajal.

Seveda kozmološke teorije kažejo na velike obsežne pojave in so izpopolnjene ali zavržene po zaslugi novih odkritij. Znanstveniki upajo, da bodo neskladja rešili kot naslednje:

Težava z entropijo

Entropija je bila v prvih trenutkih vesolja nenormalno nizka in kozmologi ne uspejo razložiti povečanja entropije na trenutne ravni.

Problem obzorja

Ta problem se nanaša na dejstvo, da je hitrost svetlobe končna in nič ne potuje hitreje od nje, vendar v regijah, ki med velikim udarcem niso mogle biti v stiku zaradi njihove ločitve, se izkaže, da so bili v termičnem ravnovesju. 

Problem načrtovanja

Verjame se, da živimo v ravnem vesolju, vendar teorija velikega poka ne ponuja fizičnega mehanizma, ki zadovoljivo razloži razlog.

Težave z magnetnim monopolom

Teorija Big Banga napoveduje obstoj magnetnih monopolov, a do zdaj jih niso našli. Vsakič, ko poskusimo, ko je magnet odsekan, se s severnimi in južnimi polovi vedno pridobijo manjši magneti, nikoli ne ločite magnetnih polov (monopole).

Drugi pomisleki glede teorije so: od kod izvira posebnost? In kako je zadeva prevladovala nad antimaterijo? O kako in zakaj se je zgodila velika inflacija? Še dolga pot je treba.

Reference

1. Carroll, b. Uvod v sodobno astrofiziko. 2. mesto. Izdaja. Pearson.
2. Falcón, n. Kritični pregled velikega udarca. Okrevano od: Researchgate.mreža.
3. Semena, m. 2011. Temelji astronomije. 11. Ed. Cengage učenje.
4. Serway, r., Jewett, J. 2019. Fizika za znanost in inženiring. Zvezek 2. 10. Ed. Cengage učenje.
5. Wikipedija. Mikrovalovno sevanje ozadja. Okrevano od: je.Wikipedija.org.